Esimerkki U-muotoiseen putkeen liitetystä astiasta

4 esimerkkiä U-muotoisista putkista, jotka on yhdistetty aluksiin

1. Kaksi astiaa A ja B on täytetty eri tiheyksisillä nesteillä, kuten kuvassa on esitetty. Jos paine astian A pohjalla on 4/5 paine B:n juuressa ja tiheys neste A = 1000 kg m^-3 , niin nesteen tiheys pisteessä B on...

A. 1250 kg m^-3

B. 2500 kg m^-3

Noin 3000 kg m^-3

D. 4000 kg m^-3

E. 5000 kg m^-3

Keskustelu

Tiedetään, että:

Paine A:n pohjalla (P_A) = 4/5 kertaa B:n pohjalla oleva paine (4/5 P_B)

Nesteen A tiheys (ρ_A) = 1000 kg m²^-3

Kysytty: Nesteen B tiheys (ρ_B)

Vastaus:

Nesteen A hydrostaattisen paineen kaava on P_A = ρ_A gh_A

RNesteen B hydrostaattisen paineen kaava on P_B = ρ_B gh_B

Paine A:n pohjalla = 4/5 kertaa B:n pohjalla oleva paine:

Nesteen korkeus pisteessä A = nesteen korkeus pisteessä B, joten h_A ja h_B pois yhtälöstä.

Painovoiman kiihtyvyys g on sama, joten se jätetään pois yhtälöstä.

5 (ρ_A) = 4 (ρ_B)

5 (1000) = 4 (ρ_B)

ρ_B = 5000 / 4

ρ_B = 1250

Nesteen tiheys pisteessä B on 1250 kg m^-3

Oikea vastaus on A.

2. U-putki on täytettykahdella eri nesteellä, kuten seuraavassa kuvassa näkyy! Jos tiheys ρ₁ = 0,8 g.cm^-3, ρ₂ = 1 g.cm^-3ja h₁ = 10 cm, niin korkeus h₂ on….

A. 5 cm

S. 6 cm

Noin 7 cm

S. 8 cm

E. 10 cm

Keskustelu

Tiedetään, että:

Tiheys 1 = 0,8 g.cm^-3

Tiheys 2 = 1 g.cm^-3

Korkeus 1 = 10 cm

Kysytty: Korkeus 2

Vastaus:

Oikea vastaus on D.

3. U-putki on täytetty kahdella eri nesteellä, kuten seuraavassa kuvassa on esitetty! Jos tiheys p₁ = 0,8 g.cm^-3, p₂ = 1 g.cm^-3ja h₁ = 10 cm, niin korkeus h₂ on….

A. 5 cm
S. 6 cm
Noin 7 cm
S. 8 cm
E. 10 cm

Keskustelu
Tiedetään, että:
Tiheys 1 = 0,8 g.cm^-3
Tiheys 2 = 1 g.cm^-3
Korkeus 1 = 10 cm
Kysytty: Pituus 2
Vastaus:
Oikea vastaus on D.

4. Kiinnitä huomiota seuraavaan kuvaan:
U-putki täytetään aluksi vedellä, jonka tiheys on 1000 kg.m³.^-3 Sitten ruokaöljyä kaadetaan toiseen putkeen siten, että vakaa asento näyttää kuvan mukaiselta. Jos öljypatsaan korkeus on 8 cm ja vesipatsas on 5 cm, ruokaöljyn tiheys on….

A. 520 kg.m^-3
B. 525 kg.m^-3
Noin 600 kg.m^-3
D. 625 kg.m^-3
E. 720 kg.m^-3

Keskustelu
Tiedetään, että:
Veden tiheys = 1000 kg.m^-3
Vedenkorkeus = 5 cm
Ruokaöljyn korkeus = 8 cm
Kysymys: Ruokaöljyn tiheys
Vastaus:
Oikea vastaus on D.

Kysymyksen lähde:

Fysiikan kansalliset tenttikysymykset lukiolle/ammatilliseen lukioon